工业相机的术语相关

一.工业相机术语
像素（pixel）：图像上的最小组成单元。图像由小方格即像素组成的，这些小方块都有一个明确的位置和被分配的色彩数值，小方格颜色和位置就决定该图像所呈现出来的样子。像素视为整个图像中不可分割的单位。
分辨率(resolution)：用与衡量相机对物像中明暗细节的分辨能力。相机分辨率是指相机每次采集的像素点数，对于数字相机一般是直接与CCD或CMOS传感器的像元数对应的，如1280*1024(130W)，1600*1200(200W),2048*1536(300W)等，对于模拟相机则取决于视频格式，PAL制为768*576，NTSC值为640*480.
像元尺寸：传感器芯片上的最小组成单元，单位是um,常见的是1.67,2.2,3.45,4.8,5.5,7.4um等。像元尺寸直接影响感光面积大小，影响图像质量，在分辨率足够的情况下，像元越大越好。
芯片尺寸：相机的靶面尺寸，以芯片对角线16mm定义为1英寸，常见的有1/4，1/3，1/2.3，1/2.5，1/2，1/1.8等。通常芯片尺寸与分辨率是对应的，如30W一般小于1/3，像元尺寸直接影响传感器尺寸，如500W相机，2.2um像元为1/2.5，3.45um为2/3.
精度：单个像素所代表的实际视野（mm/pixel），数值约小精度越高。精度=视野/分辨率。如，视野50mm，对应的分辨率2448，精度为50/2448=0.02mm/pixel，即每个像素所代表的实际视野为0.02。
像素深度：指存储每个像素所用的位数，它也用来量度图像的分辨率。像素深度决定彩色图像的每个像素可能有的颜色数或者确定灰度图像的每个像素可能有的灰度级数。如一个 RGB图，每个分量用8位，一个像素用24位，像素的深度就是24位，每个像素可以是2^24种颜色的一种。往往把像素深度说成图像深度，表示一个像素的位数越多，表达的颜色数目就越多，深度就越深。
帧率/行频：相机采集传输图像的速率，对于面阵相机一般称为帧率，即每秒采集多少幅图像；对于线阵相机为每秒采集的行数，行帧。帧率与芯片所能承受的最高时钟决定，分辨率、数据传输接口等也会影响相机的帧率。
曝光时间(exposure time)：光能投射到相机芯片上的时间，快门从打开到关门的时间间隔，有全局和卷帘两种曝光方式。全局曝光是芯片上所有像素同时曝光，也叫帧曝光，卷帘曝光是逐行像素曝光，也叫行曝光。曝光时间越长进光量就越大，图像就会越亮；曝光时间越短，进光量就越小，需要光源提供跟高的光照强度。
增益：感光信号与输出信号的放大比例，通常由硬件电路运算，用来提高图像的高度，单位为 dB。缺点是会带来更多的噪点。
光谱特性：传感器光谱响应或量子效率可用于衡量传感器将光线转化为电信号的能力，一般用光谱响应曲线表示。
彩色相机：由于感光元件只能感应光的强度，无法捕获色彩信息，因此彩色相机需要增加区分波长的部分。目前主要有两种方式：三棱镜方式和滤光片方式。三棱镜方式：用三棱镜将光束分为单色光，然后分别成像再合并。颜色准确，但需要使用三个芯片，体积较大，成本较高。滤光片方式：在每一个像素上覆盖bayer滤光片，输出信号时，像素 RGB值由其本身与周围像素共同获得。只使用一个芯片，价格经济，色彩略有偏差，图像略有失真。
线阵相机：感光单元排列是一维的，每次曝光仅是目标上的一条线被成像，随着目标与相机之间的相对运动，相机连续曝光，最后形成一幅二维图像。
数据传输接口：工业相机常用的接口有GigE,USB,IEEE1394,CameraLink,CoaxPress等。不同的接口传输速度不同，间接影响相机的帧率。GigE：千兆以太网作为最新的高速以太网技术，比以前的百兆网在传输速率上提高十倍，且价格便宜，是一种高性价比的数据解决方案。

二. 相机的分类
1.按芯片工艺：CCD，CMOS。
2.按传感器类型：线阵相机，面阵相机。
3.按图像模式：彩色相机，黑白相机。
4.按信号输出方式：模拟相机，数字相机。模拟相机分辨率一般40W像素，价格便宜，信号输出采用模拟信号，在相机外部采用图像采集卡进行数模转换，市场使用率逐渐降低。数字相机分辨率从30W到8000W像素多种选择，价格不一。信号输出为数字信号，在相机内部完成数模转换。逐渐取代模拟相机。
5.按快门方式：滚动快门，全局快门。
相机选型：客户提供其需要的分辨率与视野大小，选择需要的相机像素如下：相机分辨率（L/W）=视野（L/W）/精度，比如客户的视野100*75mm,精度要求0.05，那么相机的像素长为100/0.05=2000PIX,也就是需要2000*1500=300W像素的相机。这仅仅是相机的像素精度，并不代表整个系统的精度就有如此高，还有其他的精度也要考虑，如镜头分辨率，系统的抖动，光源的波长，物体本身的精度等。但相机像素精度一定要高于系统所要求的精度。

三 .工业镜头相关术语
焦距：镜头焦距是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式，指从透镜中心到广聚集之焦点的距离。镜头焦距的大小决定视场角的大小、拍摄的工作距离、成像大小及景深大小。
光圈：用来控制光线透过镜头进入机身内感光面的光量装置，它通常是在镜头内，表达光圈大小用 f值。对于已经制造好的的镜头，我们不可能随意改变镜头的直径，但是我们可以通过在镜头内部加入多边形或者圆形，并且面积可变的孔状光栅达到控制镜头通光量，这个装置就叫光圈。
视场/视场角：视场角指以镜头为顶点以被测目标的像物可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角。视场角的大小决定了光学仪器的视野范围，视场角越大，视野就越大，光学倍率就越小。视场是指镜头能观测到的实际范围的物理尺寸。
景深：在对焦清晰的物点前后，存在一段仍能够清晰成像的距离，成为景深。即在聚焦完成后，在焦点前后范围内都能形成清晰的像，这一前一后的距离叫景深。一般来说，镜头的焦距越短景深越大，焦距越长景深越小。对同一个镜头，光圈越大景深越小，光圈越小景深越大。